Элементы с порядковыми номерами 9 и 17 — это фтор (F) и хлор (Cl) соответственно. Оба элемента принадлежат к группе галогенов в периодической таблице и обладают схожими химическими свойствами, но все же имеют некоторые отличия, которые можно объяснить их электронной конфигурацией и положением в периодической таблице.
Строение атома фтора (порядковый номер 9):
Электронная конфигурация:
- Порядковый номер 9 указывает на наличие 9 электронов.
- Распределение по энергетическим уровням: 1s² 2s² 2p⁵.
- Это значит, что на первом энергетическом уровне (K) находится 2 электрона, а на втором (L) - 7 электронов.
Квантовые ячейки:
- Первый уровень: 1s² (два электрона в s-орбитали).
- Второй уровень: 2s² 2p⁵ (два электрона в s-орбитали и пять электронов в p-орбитали).
Строение атома хлора (порядковый номер 17):
Электронная конфигурация:
- Порядковый номер 17 указывает на наличие 17 электронов.
- Распределение по энергетическим уровням: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.
- Здесь на первом уровне 2 электрона, на втором - 8, и на третьем - 7.
Квантовые ячейки:
- Первый уровень: 1s².
- Второй уровень: 2s² 2p⁶.
- Третий уровень: 3s² 3p⁵.
Химические свойства и периодический закон:
Оба элемента, фтор и хлор, относятся к группе галогенов и проявляют схожие химические свойства, такие как высокая реакционная способность и способность образовывать одноатомные анионы (F⁻ и Cl⁻). Они оба стремятся заполнить свою внешнюю электронную оболочку до 8 электронов (октетное правило) и, следовательно, легко вступают в реакции, чтобы получить недостающий электрон.
Фтор является самым электроотрицательным элементом из всех, что делает его крайне реакционноспособным. Он может взаимодействовать с большинством других элементов, включая некоторые инертные газы.
Хлор также очень реакционноспособен, но менее, чем фтор. Он активно вступает в реакции с металлами, неметаллами и водородом, образуя соответствующие хлориды.
Изменение свойств в рамках периодического закона:
Согласно периодическому закону Д.И. Менделеева, свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от их атомных масс (в современном понимании — от их атомных номеров). По мере увеличения атомного номера в пределах одной группы (например, группы галогенов) наблюдается определенная закономерность в изменении свойств:
- Электроотрицательность уменьшается сверху вниз по группе. Фтор — самый электроотрицательный, затем хлор.
- Радиус атома увеличивается сверху вниз, что связано с добавлением новых энергетических уровней.
- Реакционная способность также изменяется: фтор — наиболее реакционноспособный среди галогенов.
Таким образом, изменение химических свойств от фтора к хлору иллюстрирует влияние увеличения атомного номера в пределах одной группы периодической таблицы.